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水星飞船（Mercury Crewed Spacecraft）是美国的第一型载人飞船。其从1958年到1963年共飞行29次，进行了多次亚轨道和近地轨道飞行任务，包括无人试飞、载动物试飞、载人飞行。

总体设计

水星飞船总体由5个部分组成：推进舱、返回舱、降落伞舱、天线舱、逃逸塔。美国很多载人飞船的返回舱直接暴露在火箭顶端，逃逸塔直接接在返回舱顶部，所以一般把逃逸塔算作飞船系统的一部分。这和中国的新一代载人飞船很相似。而中苏各自研发的神舟载人飞船和联盟号，逃逸塔位于整流罩顶部，不和飞船直接连接，一般把逃逸塔算作火箭的部分。除了防热大底外，飞船绝大多数外表面（包括密封大底）使用René41，一种镍合金，是一种吸热式防热材料。

水星飞船的组成部分

推进舱

现在的飞船推进舱（Propulsion module），除了提供推进外，还在轨道飞行段提供电力、热控等服务，因此又叫服务舱（Service module)。这种叫法在美国比较流行，中国新一代载人飞船的推进舱也改名服务舱了。然而水星飞船的推进舱受发射重量限制，只是一个带有6个固体火箭发动机的可分离小舱段，在美国一般称为制动包(Retropack)。一共有3个较大的4.5千牛返回制动发动机和3个较小的1.8千牛分离火箭，间隔60度交替布置。在船箭分离时，分离火箭同时点火，工作1秒，使得飞船和火箭快速分离。返回制动发动机是冗余的，只要一个点火成功就可以让飞船顺利返回。在返回制动时，3个发动机间隔5秒依次点火，以减小过载。所有火箭发动机的喷管都向外倾斜，可以使推力矢量过飞船质心，在不对称点火时就不会使飞船姿态发散。此外，还有3条金属绑带连接推进舱和返回舱。在返回制动结束后，绑带和返回舱连接处可以断开，使推进舱和返回舱分离。

水星飞船推进舱

返回舱

返回舱（Re-entry module）或者乘员舱（Crew Compartment）是一个台体-球壳大底外形的舱段。返回舱里有一个航天员座椅，形状和航天员身体贴合，背朝大底。航天员在飞行时用束缚带固定，坐在座椅上。座椅下方和密封大底之间主要安装了环控生保分系统的设备，主要的任务是保证舱内氧气压力、吸收二氧化碳和水蒸气、保持适宜温度、收集尿液。除此外还有部分通信设备、滚动控制RCS推进器和RCS用的高浓度过氧化氢贮箱。密封大底下方是防热大底。防热大底有铍合金吸热式和多层玻璃纤维-单层铝蜂窝烧蚀式两种方案。受限于吸热式防热大底性能和当时全美国微不足道的铍合金产量（就只有一家小工厂），后者最终被选用。防热大底和密封大底之间有一个可以折叠的缓冲裙，在着陆前不久可以由防热大底重力展开，内部充气，减少着陆的冲击。这实际上就是后来很多飞船使用的缓冲气囊的最早形态。

水星飞船缓冲裙

航天员座椅上方主要是一些仪表、控制设备，也包括一些诸如氦气瓶的设备。整个飞船一共120个控制装置，包括55个开关、30根保险丝、35个机械杠杆。仪表板上显示一些对飞行至关重要的信息，诸如船下点、轨道根数等。仪表板上还有一个潜望镜窗口，潜望镜可以360度旋转，可以作为目视参考。飞船上部的仪表板两侧舱壁还分别有一块舷窗，也可以用来作为定向的目视参考。仪表板旁边有一个控制手柄组件，可以控制飞船姿态。由于质量受限，水星飞船没能携带液体的轨控发动机上天，这导致飞船不能自由地进行轨道机动。

水星飞船的控制手柄组件

飞船没有安装数字计算机。模拟电路只能进行简单的对地定向、逃逸等操作。返回制动时机必须由地面计算，再通过测控站发出指令，由飞船自动系统或者航天员手动执行。这很不方便。

降落伞舱

降落伞舱是一个圆柱形舱段，安装在返回舱上端。内部装有两个主伞，使用冷备份。主伞必须要用引导伞拉开。

天线舱

天线舱是一个锥度很小的圆台形舱段，安装在降落伞舱顶部。舱内有一个引导伞、天线组件和地球敏感器。此外，舱外有可以打开的减速板，用于出黑障区后，速度不很快时减速，也可以增大空气阻力，提高天线舱分离的可靠性。在开伞高度，天线舱会分离，拉出引导伞。

逃逸塔

逃逸塔(Escape tower)，也叫发射逃逸系统(Launch Esacpe System,LES)是一个桁架结构，底端和天线舱底部连接，顶端有一个固体火箭发动机机组，包括逃逸发动机和逃逸分离发动机。逃逸发动机有3个喷口，能产生231千牛的总推力，持续工作38秒；逃逸分离发动机推力3.6千牛，工作时间1.5秒。在危险事件（也常称为致命故障）发生时，由航天员、地面人员或者飞船自身实施逃逸。首先进行船箭分离，点燃逃逸发动机，将飞船返回舱快速从火箭附近拉开。逃逸发动机熄火后，天线器舱和飞船解锁，逃逸塔点燃逃逸分离发动机，从天线舱中拉出引导伞。接下来，飞船按照正常的着陆程序，打开主伞，安全着陆。

研发历史

1958年10月7日，NASA的首位领导人基思·格莱南批准了水星计划，12月17日，正式对外宣布。

12月29日，北美航空工业公司被授权开发小乔1号火箭做测试飞行之用。1959年1月，麦克唐纳飞行器公司被选为水星飞船的主承包商，到2月，飞船的数量确定为12艘。4月，7名宇航员（即水星计划7人）被选中参加水星计划。

1959年5月，北美航空公司交付了第一批两枚小乔1号火箭，6月，又交付首批小乔2号火箭。7月，原定的采用PGM-19木星火箭被取消，取而代之使用宇宙神火箭。10月，通用电气交付给麦克唐纳烧蚀式防热大底，安装在第一艘水星飞船上。12月，水星-红石1号已经安装在陆军弹道导弹局的测试台准备静态测试。

1960年1月，NASA于西电公司签下水星地面测控系统的合同，合同价值3300万美元。同在1月，麦克唐纳交付了第一批定型的水星飞船，离签署合同不到一年。2月12日，克里斯托弗·克拉夫特上任主持水星的管理协调工作。4月，第一艘飞船被运往瓦勒普斯岛的试验基地做逃逸塔测试。5月9日，试验圆满完成。

发射

水星飞船若进行亚轨道发射，早期测试用小乔1号火箭（主要测试逃逸塔），后期试飞多用红石号运载火箭（参见水星-红石发射装置）。